時序記憶的事件相關(guān)電位研究.pdf

1、目的：
　　 時序記憶(temporal order memory),即對已經(jīng)經(jīng)歷的項目或事件次序的記憶,代表一種區(qū)別于項目或事件的記憶。研究時序記憶的常用方法為近因判斷(recency judgment),即首先向被試呈現(xiàn)多個目標(biāo)刺激,然后呈現(xiàn)兩個從目標(biāo)中隨機(jī)選擇的探針刺激,被試需判斷哪個探針更先或更后出現(xiàn)。既往行為研究發(fā)現(xiàn)了時間距離效應(yīng),即兩個探針刺激在時間上相隔越遠(yuǎn),近因判斷的反應(yīng)時間越短,正確率越高；反之,反應(yīng)時間越長,

2、正確率越低。
　　 Milner 等運(yùn)用近事判斷范式研究腦損傷病人時序記憶,以言語和非言語圖片為記憶素材,結(jié)果顯示額葉損害者時序記憶受損更重,而顳葉損害者再認(rèn)記憶受損更重,額顳同時損害者兩類記憶均受損。后續(xù)相關(guān)研究進(jìn)一步證實上述結(jié)果；此外,科薩科夫綜合征、阿爾茨海默病人等研究亦顯示時序記憶的特別損害。Fabiani等報告老年人時序記憶受損,但其再認(rèn)記憶與年輕人無顯著差異,提出可能存在著與年齡相關(guān)的額葉功能減退。進(jìn)一步研究提示額葉

3、也許參與記憶的組織方面而非記憶的編碼、固化和檢索方面。額葉的損傷并不直接引起記憶缺失等,卻導(dǎo)致需要外在線索的檢索、策略、啟動和執(zhí)行方面的任務(wù)受損。如,額葉受損病人不能抑制無關(guān)信息,因此,他們比其他腦區(qū)受損的病人更容易受到干擾,而這類任務(wù)通常需要利用時序信息。額葉在時序記憶中的確切角色尚待澄清。
　　 以小鼠為研究對象的實驗中也發(fā)現(xiàn)了時間距離效應(yīng)。同時證實內(nèi)側(cè)前額葉參與空間位置信息相關(guān)的時序記憶過程。在八臂迷宮任務(wù)的實驗中,結(jié)果顯

4、示與對照組小鼠相比,內(nèi)側(cè)前額葉受損小鼠在所有的時間距離里顯示出時序記憶缺陷,支持內(nèi)側(cè)前額葉參與與空間位置信息相關(guān)的時序記憶過程的觀點。然而Hoge等對小鼠的研究顯示海馬腹側(cè) CA1 亞區(qū)在不影響視覺客體檢測下對視覺客體時序信息起關(guān)鍵的作用。Howland JG 等也是對小鼠的研究則顯示時序記憶由一個邊緣地區(qū)的整體環(huán)路所支持,包括腹側(cè)海馬和內(nèi)側(cè)前額葉。在以猴子為被試的試驗中,Ninokura等報告背外側(cè)前額葉對事件時間次序信息的監(jiān)視和處理

5、起重要的參與作用?？傊?上述研究提示多重腦區(qū)參與時序記憶。
　　 功能磁共振研究可以提供時序記憶神經(jīng)機(jī)制的信息。Ce’line等觀察到背外側(cè)中部前額葉-布羅得曼分區(qū)(Brodmann area,BA)9/46 參與了視覺工作記憶中時間次序的編碼。而Konishi等發(fā)現(xiàn)外側(cè)顳葉執(zhí)行以項目為基礎(chǔ)的近事判斷,時序記憶的激活區(qū)域包括兩側(cè)前額葉外側(cè)中部(BA9)、左側(cè)前額葉外側(cè)下部(BA45/44)、左側(cè)前額葉前部(BA10/46)、兩側(cè)

6、顳葉內(nèi)側(cè)(BA28/35)。但功能神經(jīng)影像學(xué)的低時間分辨率導(dǎo)致它們難以確定相關(guān)腦區(qū)的參與時機(jī)。
　　 本文旨在利用事件相關(guān)電位(event-related potentials,ERP)的高時間分辨率的優(yōu)勢,探討工作記憶中時序信息提取及激活的相關(guān)腦區(qū),并考察時間距離效應(yīng)是否存在對應(yīng)的神經(jīng)相關(guān)。
　　 方法：
　　 2009年1-2月,18名南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)生志愿者,男8名,女10名,年齡24-28歲(26.65±1

7、.22歲),右利手,身體健康,無色盲色弱,視力或矯正視力正常,未曾參加過類似實驗。
　　 黑色背景的不同顏色的圓形呈現(xiàn)在正中央,被試與屏幕間隔 100cm。圓形顏色從黃、紅、綠、藍(lán)、紫等13種顏色中選取。其中,呈現(xiàn)4種不同顏色的圓形,然后判斷哪種顏色的圓形先出現(xiàn)為時序記憶任務(wù)；呈現(xiàn)4種不同顏色的圓形,判斷哪種顏色出現(xiàn)過為再認(rèn)記憶任務(wù)；呈現(xiàn)4個灰色圓形,判斷灰色圓形出現(xiàn)在哪側(cè)為空白對照任務(wù)。
　　 實驗分為三個區(qū)組實施:時

8、序記憶任務(wù)、再認(rèn)記憶任務(wù)、空白對照任務(wù)。三組任務(wù)前后順序、左右手按鍵均在被試間平衡。
　　 每張記憶靶圖片呈現(xiàn)400 ms之后為100m黑屏,延遲保持階段的探針刺激呈現(xiàn)后400 ms黑屏,探針刺激起始后1000-1000 ms內(nèi)的反應(yīng)視為有效反應(yīng),兩個反應(yīng)按鍵的分配在被試間平衡。每執(zhí)行任務(wù)2分鐘予以休息20秒。組間休息3分鐘。
　　 實驗儀器和分析系統(tǒng)是本實驗室開發(fā)的19導(dǎo)事件相關(guān)電位系統(tǒng):19個記錄電極按國際 10～2

9、0 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)安裝。以雙側(cè)耳垂為參考電極,接地電極置于前額正中,濾波通頻帶為[0.5,100]Hz。疊加三組任務(wù)中正確反應(yīng)的EEG片段,任務(wù)出現(xiàn)時刻設(shè)為0 ms,ERP分析時段為判斷任務(wù)圖片出現(xiàn)前-1100 ms至出現(xiàn)后100 ms(信息維持階段)、出現(xiàn)前-100 ms至出現(xiàn)后 1000 ms(信息檢索階段),從-100 ms至 0 ms 為基線。偽差拒絕閾值設(shè)為 70 μ V；目測手工排除眼動和肌電等偽差。各條件下參與ERP疊加的E

10、EG片段不少于30個。
　　 1 名女性被試數(shù)據(jù)因眨眼過多導(dǎo)致ERP數(shù)據(jù)疊加不足而從分析中舍棄,17名被試數(shù)據(jù)進(jìn)入統(tǒng)計分析。對三組任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素三水平重復(fù)測量方差分析。反應(yīng)時間和正確率均采用 SPSS13.0 分析,其中方差分析自由度使用Greenhouse-Geissor 校正。ERP 數(shù)據(jù)采用實驗系統(tǒng)的統(tǒng)計軟件分析,其中方差分析自由度使用 lower-bound(epsilon=0.50)校正,ERP 各通道對應(yīng)的F值和

11、t值經(jīng)插值獲得統(tǒng)計參數(shù)映像(statistical parametric mapping,SPM),分別稱為SPM(F)和SPM(t)。顯著性水平為0.05,SPM(t)使用 Bonferroni 方法校正。
　　 結(jié)論：
　　 目前尚缺乏時間距離效應(yīng)的神經(jīng)相關(guān)的研究。本研究結(jié)果提示在記憶的固化維持階段,時序間隔效應(yīng)主要存在于靶刺激出現(xiàn)后 440-480 ms的雙側(cè)頂葉；在記憶檢索階段,時序間隔效應(yīng)主要存在于探針刺激出現(xiàn)

12、后 300-400 ms的雙側(cè)頂葉。Moyer 等報告數(shù)字距離效應(yīng),即參與比較的數(shù)字在數(shù)量上相隔越遠(yuǎn),判斷就越容易,表現(xiàn)為反應(yīng)時間越短,正確率越高。Marshuetz等以大寫英文字母為材料,同樣觀察到行為績效的距離效應(yīng),如比較D/H和D/F的字母距離,前者反應(yīng)時間更短正確率更高；其功能磁共振報告頂葉存在顯著距離效應(yīng),但并未觀察到額葉的相應(yīng)效應(yīng),他們認(rèn)為額葉也許對次序信息加工起著更一般的監(jiān)控作用。本研究結(jié)果與上述文獻(xiàn)相近。但上述研究分別以

13、數(shù)字、字母為刺激材料,其研究范式也基于長時記憶范式,而我們的研究基于工作記憶范式,結(jié)果提示在兩類記憶范式中,時間距離同數(shù)字、字母距離一樣,可能共享相似的神經(jīng)加工機(jī)制。
　　 在固化維持階段,時序記憶和再認(rèn)記憶的ERP顯著效應(yīng)主要表現(xiàn)在目標(biāo)刺激出現(xiàn)后 480 ms、700-800 ms的左側(cè)頂葉；在檢索階段,兩者的行為學(xué)指標(biāo)和ERP均未見顯著性差異,ERP任務(wù)效應(yīng)主要存在于兩種記憶任務(wù)與控制組任務(wù)之間。基于行為研究,Fabiani

14、等認(rèn)為額葉也許不參與記憶編碼、固化和檢索方面而參與記憶的組織[4],而只是對時序記憶起調(diào)控作用。Hauser 等對小鼠的研究亦認(rèn)為,時序記憶的衰退與也許與年齡相關(guān)的大腦變化相聯(lián)系。Ciaramelli等進(jìn)一步提出“注意至記憶”(attention to memory,AtoM)假說:在情節(jié)記憶檢索中,頂上小葉通過分配自頂向下的注意資源給策略性的檢索過程提供支持,間接參與檢索,靶記憶并非借助外源線索自動引出,而是一個經(jīng)由前額葉介導(dǎo)的策略搜

15、索過程,需要注意資源；頂下小葉借助內(nèi)側(cè)顳葉通過調(diào)解對記憶內(nèi)容檢索的自動注意捕獲,該參與檢索是一個相對自動的直接過程,由內(nèi)側(cè)顳葉介導(dǎo),需要很少的注意資源。本實驗結(jié)果顯示左側(cè)頂葉參與時序信息的固化編碼過程,額葉及前額葉并未參與；檢索階段時序記憶和再認(rèn)記憶未見顯著性差異。本實驗結(jié)果傾向于支持“注意至記憶”理論,提示頂葉直接卷入了時序信息的編碼和提取,而額葉不參與存儲而只是間接利用時序信息。因此,既往研究發(fā)現(xiàn)額葉損害影響時序記憶更可能發(fā)生在監(jiān)控